DE701787C - Lighting device for projectors - Google Patents

Description

Beleuchtungsvorrichtung für Projektoren Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Projektoren zur Wiedergabe durchscheinender Bilder mit einer Lichtquelle, deren Form von der Form des Bildfensters oder der Eintrittspupille des Objektivs wesentlich abweicht. Bei der Verwendung solcher Lichtquellen treten hohe Lichtverluste auf; weil nur ein Teil der Eintrittspupille .des Objektivs ausgeleuchtet, das Objektiv also nicht voll ausgenutzt wird.Lighting device for projectors The invention relates to a Lighting device for projectors for displaying translucent images with a light source whose shape depends on the shape of the image window or the entrance pupil of the lens differs significantly. When using such light sources occur high light losses; because only part of the entrance pupil of the objective is illuminated, the lens is not used to the full.

Zur Vermeidung dieser Verluste wird gemäß .der Erfindung zwischen der Lichtquelle und dem Bildfenster ein an sich bekannter, aus mehreren lichtdurchlässigen Einzelstäben mit reflektierenden Begrenzungsflächen zusammengesetzter Strahlenleitkörper angeordnet, bei .dem die Endflächen der einzelnen Stäbe sich zu verschieden geformten Endflächen des Strahlenleitkörpers ergänzen, derart, daß die lampenseitige Endfläche der Form der Lichtquelle und .die bildfensterseitige Endfläche der Form des Bildfensters bzw. der Eintritts-' pupille des Objektivs angepaßt ist.To avoid these losses, according to the invention between the light source and the picture window a known per se, composed of several translucent Individual rods with reflective boundary surfaces of composite beam guiding bodies arranged, in .dem the end faces of the individual rods to differently shaped Complete end faces of the radiation guide in such a way that the lamp-side end face the shape of the light source and .the picture window-side end face of the shape of the picture window or the entrance 'pupil of the lens is adapted.

Strahlenleitkörper in Form von verhältnismäßig langen biegsamen Kabeln, die sich aus einer großen Zahl einzelner Stäbe mit reflektierenden Begrenzungsflächen zusammensetzen, sind für die Zwecke der Bildtelegraphie bekanntgeworden. Dort kam es weniger auf die bestmögliche Ausnutzung der von einer Lichtquelle ausgehenden Strahlung als vielmehr auf die Einschaltung eines beweglichen Leitmittels für .die Strahlen an, das-die Verbindung zwischen einer feststehenden Lampe bzw. Photozelle und der beweglichen Aufzeichnungs- bzw. Abtaststelle einer Bildtelegraphentrommel herzustellen hatte.Radiation guide in the form of relatively long flexible cables, which consists of a large number of individual rods with reflective boundary surfaces composed, have become known for the purposes of picture telegraphy. There came it is less about making the best possible use of the light emanating from a light source Radiation rather than the activation of a movable guide for .the Shine on that-the connection between a fixed lamp or photocell and the movable recording or scanning position of a picture telegraph drum had to produce.

Bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ist es vorteilhaft, die Eintrittsflächen der lichtleitenden Stäbe dicht an die eigentliche Strahlenquelle heranzubringen. Ist dies nicht angängig, so ist es zweckmäßig, die Lichtquelle durch einen Kondensor auf die Eintrittsflächen des Strahlenleitkörpers abzubilden. Eine dabei möglichst weitgehende Übereinstimmung in der Form der Lichtquellenabbildung und der Eintrittsfläche des Strahlenieitkörpers ergibt eine hohe Gleichmäßigkeit in der Lichtverteilung über den gesamten Austrittsquerschnitt, die besonders bei derAnwendung der Erfindung auf die Projektion von Linsenrasterfarbfilmen «wichtig ist. In ähnlicher Weise kann zwischen den Endflächen der Stäbe und dein Bildfenster ein Kondensor angeordnet werden, der die Austrittsflächen in oder in die Nähe der Eintrittspupille des Projektionsobjektivs abbildet. Uni eine Änderung der Apertur der Strahlen zwischen der Eintritts- und der Austrittsseite zu vermeiden, ist es weiterhin vorteilhaft, die Gesamtgröße der Eintrittsflächen gleich der Gesamtgröße der Strahlenaustrittsflächen zu wählen. Dabei wird man vorteilhaft jedem der lichtdurchlässigen Einzelstäbe gleich große Strahleneintritts- und Austrittsflächen geben. Eine besonders gute Ausnutzung der Strah-Jung läßt sich erreichen, wenn die Strahleneintritts- und Austrittsflächen der Einzelstäbe lückenlos aneinander anschließen.In the lighting device according to the invention, it is advantageous the entry surfaces of the light-conducting rods close to the actual Bring radiation source. If this is not feasible, it is advisable to use the Light source through a condenser onto the entry surfaces of the radiation guide map. As far as possible a match in the shape of the light source image and the entrance surface of the radiation guide provides a high degree of uniformity in the light distribution over the entire exit cross-section, which is particularly important for the application of the invention to the projection of lenticular color films "is important is. Similarly, between the end faces of the rods and your picture window a condenser can be arranged, which the exit surfaces in or near the Images the entrance pupil of the projection lens. Uni a change in the aperture It is to avoid the rays between the entrance and the exit side furthermore advantageous, the total size of the entry surfaces equal to the total size of the beam exit surfaces. It will be advantageous to each of the translucent Individual rods give the same size radiation entry and exit areas. One special good utilization of the Strah-Jung can be achieved if the radiation entrance and the exit surfaces of the individual rods connect to one another without any gaps.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung besitzen die lichtdurchlässigen Stäbe unter sich verschiedene Querschnittsformen. Hierdurch gelingt mit verhältnismäßig wenig Einzelstäben die Überleitung eines Eintrittsquerschnitten in einem stark abweichenden Austrittsquerschnitt des Stabbündels. Die Einzelstäbe können aus geraden und schiefen Pris- I inen bestehen, oder sie können zwischen Eintritts- und Austrittsfläche stetig gebogen sein. Eine besonders einfach herzustellende Anordnun- erhält man jedoch, wenn die lichtdurchlässigen Stäbe aus in Richtung der optischen _@chseverlaufenden, seitlich gegeneinander versetzten geraden Prismen und aus die notwendigen Seitenverschiebungen bewirkenden Spiegelflächen zusammengesetzt sind.According to a development of the invention, the translucent Bars with different cross-sectional shapes. This succeeds with relative few individual rods the transition from an inlet cross-section to a strongly deviating one Exit cross-section of the bundle of rods. The individual rods can be straight or crooked Prisms exist, or they can be continuous between the entry and exit surfaces be bent. A particularly simple arrangement is obtained, however, if the translucent rods run in the direction of the optical axis, laterally offset straight prisms and the necessary lateral shifts causing mirror surfaces are composed.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung ist darin zu sehen, daß jeder lichtdurchlässige Stab auf der Austrittsseite ein in Richtung der optischen Achse verlaufendes gerades prismatisches Endstück besitzt. Hierdurch wird eine besonders gleichmäßige Ausleuchtun- der Endflächen der Einzelstäbe gewährleistet. Als Werkstoff für die Einzelstäbe des Lichtleitkörpers kommen Quarz, Glas, Kunstharz oder ähnliche durchsichtige Stoffe in Betracht.Another development of the invention is to be seen in the fact that everyone translucent rod on the exit side one in the direction of the optical axis has running straight prismatic end piece. This makes one special Uniform illumination of the end faces of the individual rods is guaranteed. As a material quartz, glass, synthetic resin or the like are used for the individual rods of the light guide body transparent fabrics into consideration.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Fig. i zeigt den allgemeinen Aufbau einer erfindungsgemäßen Projektionseinrichtung. i ist eine Quecksilberhöchstdrucklampe, die mit Hilfe des Kondensors 2 in die Ebene 3 eines aus nebeneinanderliegenden Einzelglaskörpern gebildeten Strahlenleitkörpers 4 abgebildet wird. In dem Ausführungsbeispiel ist dabei eine Abbildung ohne Maßstabänderung gezeigt, während es im allgemeinen vorteilhafter ist, die Abbildung unter Vergrößerung vorzunehmen. Die Eintrittsfläche 3 .des Strahlenleitkörpers 4 mit der in der Fig. i a durch das Rechteck 5 angedeuteten Gestalt entspricht der Form des Lichtbogens, während die mit 6 bezeichnete Austrittsfläche des Strahlenleitkörpers 4. der kreisförmigen Eintrittspupille des Projektionsobjektivs angepaßt ist und die in Fig. ib dargestellte Form 7 besitzt. Die Austrittsfläche 6 wird durch einen Kondensor 8 durch das Bildfenster 9 hindurch in die Eintrittspupille des Objektivs i o abgebildet.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention shown. Fig. I shows the general structure of a projection device according to the invention. i is a super high pressure mercury lamp, which with the help of the condenser 2 in the plane 3 of a radiation guide body formed from individual glass bodies lying next to one another 4 is shown. In the exemplary embodiment, there is an image without a change in scale while it is generally more advantageous to enlarge the image to undertake. The entrance surface 3. Of the radiation guide body 4 with the one shown in FIG. i a shape indicated by the rectangle 5 corresponds to the shape of the arc, while the exit surface, labeled 6, of the radiation guide body 4. of the circular The entrance pupil of the projection lens is adapted and that shown in Fig. Ib Form 7 possesses. The exit surface 6 is through a condenser 8 through the image window 9 imaged through into the entrance pupil of the objective i o.

Der optische Köper 4, der die Transformation des rechteckigen Lichtbündels in das mehr kreisförmige Lichtbündel vornimmt, ist in dem Ausführungsbeispiel aus vierzehn Glaskörpern zusammengesetzt, deren Querschnitte und Formen so gewählt sind, daß sie die Fläche 5 lückenlos ausfüllen. Außerdem fügen sich ihre Endflächen gleichfalls Lückenlos zur Fläche 6 zusammen, so daß das austretende Lichtbündel wieder vollständig homogen wird.The optical body 4, which is the transformation of the rectangular light beam in which makes more circular light beam is off in the embodiment composed of fourteen glass bodies, the cross-sections and shapes of which are chosen so that that they fill the area 5 completely. In addition, their end faces also fit Seamlessly to the surface 6 together, so that the exiting light beam again completely becomes homogeneous.

Der Strahlenleitkörper 4 ist in der Fig. 2 in Seitenansicht und in Fig.3 im Grundriß dargestellt, während die Fig. 4 und 5 je einen Schnitt nahe der Eintritts- bzw. Austrittsfläche darstellen. Die einzelnen Glasstäbe sind im Ausführungsbeispiel rechteckig oder quadratisch geformt, können jedoch im allgemeinen jeden beliebigen Querschnitt aufweisen und z. B. auch sechseckig oder rund sein. Im allgemeinen ist es dabei vorteilhaft, die einzelnen Querschnitte nicht durchweg gleichartig, sondern je nach den Anforderungen der zu transformierenden Gesamtquerschnitte zu wählen. In den Fig. 2 bis 5 sind die vierzehn einzelnen Glasstäbe durch jeweils gleiche Ziffern i i bis 24 bezeichnet. Man erkennt insbesondere, wie die Querschnitte der Ein- und Austrittsflächen aufgeteilt sind und die Verbindung der Teilquerschnitte durch die dazwischengefügten Glasstäbe erfolgt.The beam guide body 4 is shown in FIG. 2 in side view and in Fig.3 shown in plan, while Figs. 4 and 5 each have a section near the Represent the entry and exit areas. The individual glass rods are in the exemplary embodiment rectangular or square in shape, but generally can be any Have cross-section and z. B. also be hexagonal or round. In general is It is advantageous here that the individual cross-sections are not consistently identical, but rather to be selected depending on the requirements of the overall cross-sections to be transformed. In FIGS. 2 to 5, the fourteen individual glass rods are each the same Numbers i i to 24 denotes. One can see in particular how the cross-sections of the Entry and exit areas are divided and the connection of the partial cross-sections takes place through the interposed glass rods.

Die Fig.6 bis io zeigen die im Ausführungsbeispiel verwendeten Formen ,der Glaskörper jeweils in Seitenansicht und Grund riß. Fig. 6 zeigt die Form der Stäbe i 1, 12, 23 und 24, Fig. 7 die Form der Stäbe 14 und 21, Fig. 8 die der Stäbe 15 und 20, Fig. 9 die der Stäbe 17 und i9, während Fig. io die Stäbe 16 und i8 veranschaulicht. Die Stäbe 13 und 22 sind zu 15 bzw. 2o spiegelbildlich. Während in dem Ausführungsbeispiel die einzelnen Glaskörper aus geraden und schiefen Prismen zusammengesetzt sind, kann man allgemein auch Formen wählen, bei denen nur stetige Krümmungen auftreten. Diese Formen bedingen zwar eine etwas größere Baulänge, sind aber für die Gleichmäßigkeit der Fortleitung des Lichtes günstiger. Auch kann man Abknickungen der Stäbe vollkommen vermeiden und nur gerade Prismen benutzen, wenn man die für die Querschnittstransformation notwendigen Seitenverschiebungen durch besondere Spiegel vornimmt, die das Licht entsprechend ablenken. Schließlich erkennt man auch ohne weiteres, daß die in dem Ausführungsbeispiel gewählte Aufteilung des Strahlenleitkörpers 4 in vierzehn einzelne Glasstäbe gerade für einen Spezialfall von Vorteil ist, in dem ein längliches- Rechteck vom Kantenverhältnis 3 : 8 angenähert in eine kreisförmige Figur zu verwandeln ist. Für andere Transformationsverhältnisse kann die Aufteilung des Strahlenleitkörpersin die einzelnen Glasklötze in entsprechender Weise abgeändert und die Verhältnisse vergrößert und verkleinert werden.FIGS. 6 to 10 show the shapes used in the exemplary embodiment , the glass body tore in each case in the side view and in the bottom. Fig. 6 shows the shape of the Bars i 1, 12, 23 and 24, Fig. 7 the shape of the bars 14 and 21, Fig. 8 that of the bars 15 and 20, FIG. 9 that of rods 17 and i9, while FIG. 10 illustrates rods 16 and i8. The bars 13 and 22 are mirror images of 15 and 2o, respectively. While in the exemplary embodiment, the individual glass bodies made of straight and inclined prisms are composed, one can generally also choose forms in which only continuous Curvatures occur. Although these shapes require a slightly larger overall length, they are but more favorable for the evenness of the transmission of the light. You can too Avoid kinking the rods completely and only use straight prisms if the lateral displacements necessary for the cross-section transformation are carried out makes special mirrors that deflect the light accordingly. Finally realizes it is also easy to see that the division of the selected in the embodiment Beam guiding body 4 in fourteen individual glass rods just for a special case It is advantageous that an elongated rectangle with an edge ratio of 3: 8 approximates to be transformed into a circular figure. For other transformation relationships the division of the radiation guide into the individual glass blocks can be done accordingly Wise changed and the proportions increased and decreased.

Sämtliche in den Fig. z bis io .dargestellten Glaskörper besitzen zumindest auf der Austrittsseite des Lichtes ein längeres gerades prismatisches Stück, das parallel zur optischen Achse der gesamten Projektionseinrichtung verläuft. Diese Verlängerungen haben die Aufgabe, das durch die Glasstäbe abgelenkte Licht wieder in eine im wesentlichen ach.senparallele. Richtung zurückzuführen.All of the glass bodies shown in FIGS at least on the exit side of the light a longer straight prismatic Piece that runs parallel to the optical axis of the entire projection device. These extensions have the task of deflecting the light through the glass rods again in an essentially parallel axis. Direction.

Eine weitere Ausführungsfornz der Erfindung läßt sich durch die Anwendung von Glaskörpern erhalten, die eine im Verhältnis zu ihrem Querschnitt sehr große Länge besitzen, so daß eine entsprechend große Zahl einzelner nebeneinanderliegender Systeme vorhanden ist. Durch die Fortleitung des Lichtes von den Eintritts- zu den Austrittsflächen wird eine große Gleichmäßigkeit der Übertragung gesichert, da eine verhältnismäßig hohe Zahl innerer Reflexionen stattfindet und die Intensitätsverteilung auf der Austrittsseite praktisch gleich her der Eintrittsseite bleibt. Vorteilhaft ist es, die einzelnen Glaskörper in bekannter Weise deformierbar auszubilden,, so daß sich dem Gesamtbündel .der dünnen und langen Stäbe unschwer jede :gewünschte Form der Eintritts-und Austrittsflächen geben läßt. Die Form der Stäbe zwischen diesen beiden Endflächen ergibt sich dann ohne weiteres von selbst. Diese Anpassung an die .vorgeschriebenen Beleuchtungsverhältnisse ist um so leichter, je biegsamer das zur Fortleitung des Lichtes benutzte Material ist, so daß es zuweilen von Nutzen . sein kann, statt Glas oder ein anderes festes Material, z. B. Quarz, durchsichtiges Kunstharz zu verwenden, dessen Biegsamkeit verhältnismäßig groß ist.Another embodiment of the invention can be achieved through the application obtained from vitreous bodies which are very large in relation to their cross-section Have length, so that a correspondingly large number of individual juxtaposed Systems is in place. By conveying the light from the entrance to the A large evenness of the transfer is ensured as a relatively high number of internal reflections takes place and the intensity distribution on the exit side remains practically the same as the entry side. Advantageous it is to make the individual glass bodies deformable in a known manner, see above that any desired Can give shape of the entry and exit surfaces. The shape of the bars between These two end faces then arise automatically by themselves. This adaptation to the prescribed lighting conditions is the easier, the more flexible is the material used to transmit the light, so that it is useful at times . may be, instead of glass or some other solid material, e.g. B. Quartz, transparent To use synthetic resin, the flexibility of which is relatively large.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Beleuchtungsvorrichtung für Projektoren zur Wiedergabe durchscheinender Bilder mit einer Lichtquelle, deren Form von der Form des Bildfensters oder der Eintrittspupille des Objektivs wesentlich abweicht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Lichtquelle und Bildfenster ein an sich .bekannter, -aus mehreren lichtdurchlässigen Einzelstäben mit reflektierenden Begrenzungsflächen zusammengesetzter Strahlenleitkörper angeordnet ist, bei dem die Endflächen der einzelnen Stäbe sich zu verschieden` geformten Endflächen des Strahlenleitkörpers ergänzen, derart, daß die lampenseitige Endfläche der Form der Lichtquelle, die bildfensterseitige Endfläche der Form des Bildfensters bzw. der Eintrittspupille des Objektivs angepaßt ist. a. Einrichtung nach Anspruch i, da-.durch gekennzeichnet, daß die lichtdurchlässigen Stäbe unter sich verschiedene Querschnittsformef besitzen. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sich die lichtdurchlässigen Stäbe aus in Richtung der optischen Achse verlaufenden, seitlich gegeneinander versetzten geradenPrismen und aus die notwendigen Seitenverschiebungen bewirkenden Spiegelflächen zusammensetzen. 4. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jeder lichtdurchlässige Stab auf der Austrittsseite ein in Richtung der optischen Achse verlaufendes gerades prismatisches Endstück besitzt.PATENT CLAIMS: i. Lighting device for projectors for reproduction translucent pictures with a light source whose shape is different from the shape of the picture window or the entrance pupil of the objective differs significantly, characterized in that that between the light source and the picture window a per se .known, -from several translucent Individual rods with reflective boundary surfaces of composite beam guiding bodies is arranged, in which the end faces of the individual rods are too different ' Complement shaped end faces of the radiation guide in such a way that the lamp-side End face of the shape of the light source, the picture window-side end face of the shape of the Image window or the entrance pupil of the lens is adapted. a. Facility according to claim i, characterized in that the translucent rods under have different cross-sectional shapes. 3. Device according to claim i, characterized characterized in that the translucent rods from in the direction of the optical The straight prisms running along the axis and laterally offset from one another and from the Put together mirror surfaces causing the necessary lateral shifts. 4. Establishment according to claim i, characterized in that each translucent rod on the Exit side a straight prismatic one running in the direction of the optical axis Has end piece.